传输原理课程教学大纲（本科）.docxVIP

传输原理课程教学大纲 课程名称：传输原理 课程编号学时/学分：40/2.5 开课学期：5 适用专业：材料成型及控制工程 课程类型：专业方向选修课 一、课程的目的和任务 本课程是材料成型及控制工程专业的专业方向选修课，它涵盖了流体力学、传热学及传质学课程的内容。本课程的目的和任务是系统而全面地从动量、热量及质量传输观点，阐述了流体流动过程以及传质过程的基本理论。要求学生要掌握上述三传输过程的基本概念、基本原理和基本计算方法，以便为学习后续专业课程奠定必要的基础。 二、课程的基本要求 要求通过本课程学习，了解动量传输、热量传输和质量传输在材料科学与工程中的作用，掌握动量传输、热量传输与质量传输的基本原理、研究分析方法和对材料制备与加工的影响，学会利用传输原理解释材料制备与加工中的一些现象。具备系统的材料成型及控制工程专业领域的基础理论知识。 三、课程基本内容和学时安排 第一章 流体的主要物理性质（4 学时） 知识点：流体的概念及连续性假设，流体的密度、重度、比容和比重、流体的压缩性与膨胀性，粘性的概念、牛顿粘性定律、温度和压强对流体粘性的影响，理想流体的概念； 重点：流体的主要物理特性，牛顿粘性定律；难点：牛顿粘性定律。 第二章 流体静力学（4 学时） 知识点：作用在流体上的力，质量力与表面力、流体静压力，流体静力学特性，静止流体的平衡方程及其积分、等压面、静止流体中的压强分布、流体静力学基本方程及其能量意义与几何意义、流体压强的测量、测压计的原理及应用，静力学计算，静止流体对壁面（平面壁与曲面壁）作用力的计算。 重点：流体静力学特性，流体静力学基本方程及其意义，静止流体对壁面（平面壁与曲面壁）作用力的计算； 难点：流体静力学基本方程及其能量意义与几何意义。第三章 流体动力学（6 学时） 知识点：稳定流与非稳定流，迹线与流线，流管与流束，流量与平均流速，连续性方程，直角坐标系的连续性方程，一维总流的连续性方程，理想流体的动量微分方程（欧拉方程），实际流体的动量微分方程（纳维尔—斯托克斯方程），理想流体的伯努利方程，实际流体的 伯努利方程，伯努利方程的应用条件与毕托管原理； 重点：流体动力学的基本概念，连续性方程、动量微分方程的导出和物理意义，伯努利方程及其应用； 难点：连续性方程，动量微分方程。 第四章 流动状态与能量损失（4 学时） 知识点：雷诺试验，流动状态的判据—雷诺数，圆管中的层流的速度分布，流量计算，沿程能量损失，圆管中的湍流的脉动现象与时均值的概念，层流边界层，水力光滑管与水力粗糙管，湍流切向力与速度分布，局部阻力损失系数的确定； 重点：流动状态的判据—雷诺数及其应用，圆管中层流沿程能量损失，层流边界层；难点：圆管中的层流的速度分布，流量计算，沿程能量损失。 第五章 热量传输的基本概念（2 学时） 知识点：温度场，等温面，等温线，温度梯度，热流量与热流密度，热量传输的基本方式与规律，包括导热，对流与辐射； 重点：热量传输的基本方式与规律。第六章 导热（6 学时） 知识点：导热微分方程，初始条件与边界条件，一维稳态导热的平面壁的导热、圆柱壁的导热，非稳态导热的基本概念，一维非稳态导热。 重点：一维稳态导热的计算问题，一维非稳态导热计算方法；难点：导热微分方程。 第七章 对流换热（4 学时） 知识点：对流换热的基本形式，换热微分方程，换热系数的影响因素，对流换热的微分方程组，相似原理及其在热量传输中的应用，相似准数，对流换热准数方程，自然对流换热计算，强制对流换热计算； 重点：对流换热的基本概念，换热微分方程，自然对流换热计算，强制对流换热计算；难点：对流换热的微分方程组，相似原理及其在热量传输中的应用。 第八章 辐射换热（4 学时） 知识点：热辐射的本质、特点，热辐射的基本概念、定律，灰体的概念，辐射率的工程处理，两物体间的辐射热交换； 重点：热辐射的本质、特点，热辐射的基本概念、定律，灰体的概念；难点：两物体间的辐射热交换。 第九章 质量传输的基本概念（2 学时） 知识点：质量传输的基本方式，包括扩散传质、对流传质、相间传质，浓度，速度，传质通量。 重点：质量传输的基本方式，浓度，速度，传质通量； 难点：传质通量。 第十章 传质微分方程及其扩散传质（4 学时） 知识点：传质微分方程，一维稳态扩散，等摩尔逆向扩散，单向扩散，忽略表面阻力的半无限大介质中的非稳定态扩散，简单几何形状物体中的非稳定态扩散及二维，三维非稳态扩散，影响扩散的因素； 重点：传质微分方程的不同形式，一维稳态扩散，非稳定扩散及其影响扩散的因素；难点：等摩尔逆向扩散，单向扩散，简单几何形状物体中的非稳定态扩散。 四、先修课程 高等数学，大学物理，物理化学，材料科学基础 五、建议教材或参考书 教材： 《传输原理》，吉泽升，哈尔滨工业大学